[go: up one dir, main page]

JP2012063134A - ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法 - Google Patents

ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012063134A
JP2012063134A JP2011258111A JP2011258111A JP2012063134A JP 2012063134 A JP2012063134 A JP 2012063134A JP 2011258111 A JP2011258111 A JP 2011258111A JP 2011258111 A JP2011258111 A JP 2011258111A JP 2012063134 A JP2012063134 A JP 2012063134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection opening
fuel
lance
hot gas
guided
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011258111A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5355670B2 (ja
Inventor
Adnam Eroglu
エログル アドナン
Felix Guethe
ギューテ フェリクス
Urs Benz
ベンツ ウルス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Vernova GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of JP2012063134A publication Critical patent/JP2012063134A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5355670B2 publication Critical patent/JP5355670B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36Supply of different fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07002Injecting inert gas, other than steam or evaporated water, into the combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07009Injection of steam into the combustion chamber
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Abstract

【課題】外側寸法における著しい変更なしに、多段燃焼式のガスタービンの第2の燃焼段での燃料としての合成ガスの使用が可能となるようにする。
【解決手段】多段燃焼式のガスタービン設備10に用いられる燃料ランス25の、熱ガス37の流れ方向に延びるランス部分ランス部分が、ランス軸線34に対して同心的に配置された少なくとも1つの外側管26と、該外側管26内に同心的に配置された中間管27とを有しており、該中間管27内で燃料29が、ランス先端部38に案内されるようになっていて、該ランス先端部38の領域で第1の噴射開口28を通して熱ガス37内に噴射されるようになっている。第1の噴射開口28が、ランス先端部38に直接配置されており、第1の噴射開口28から流出した燃料噴流が、ランス軸線34と共に鋭角を成すように、第1の噴射開口28が方向付けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、多段燃焼式のガスタービン設備に用いられる燃料ランスであって、第1の燃料器内で熱ガスが発生させられるようになっていて、後続のタービン内で膨張させられるようになっていて、次いで、後続の第2の燃焼器を通って流れるようになっており、該第2の燃焼器に、燃料を熱ガス内に噴射するための当該燃料ランスが配置されており、当該燃料ランスが、熱ガスの流れ方向に延びるランス部分を有しており、該ランス部分が、ランス軸線に対して同心的に配置された少なくとも1つの外側管と、該外側管内に同心的に配置された中間管とを有しており、該中間管内で燃料が、ランス先端部に案内されるようになっていて、該ランス先端部の領域で第1の噴射開口を通して熱ガス内に噴射されるようになっている形式のものに関する。
さらに、本発明は、このような形式の燃料ランスを運転するための方法に関する。
ガス化複合発電(Integrated Gasification Combined Cycle:IGCC)システムは、通常、合成燃焼ガス(合成ガスまたはMBtuガス)で運転される。この合成燃焼ガスは、石炭、バイオマスまたは別の燃料のガス化によって発生させられる。この燃料は、熱量、密度および燃焼特性、たとえば火炎速度および点火遅延時間に関して天然ガスと著しく異なっている。したがって、これらの相違を処理するために、IGCCシステムに用いられる多段燃焼式のもしくは再熱式のガスタービンでは、燃料供給システムだけでなく、燃焼器にも著しい適合が必要となる。
主要な構成要素を備えた再熱式のガスタービン設備が、図1に概略的に示してある。図1のガスタービン設備10は、吸い込まれた燃焼空気を圧縮するための装置を有している。この装置は、低圧圧縮機11aと、後置された高圧圧縮機11bとから形成されている。圧縮された燃焼空気は第1の燃焼器12に案内される。この第1の燃焼器では、燃焼空気が、第1の燃料供給部23を介して供給された燃料を燃焼するために部分的に使用される。形成された熱ガスは、後続の高圧タービン13において作業出力下で膨張させられ、次いで、第2の燃焼器14に供給される。この第2の燃焼器14では、消費されていない空気割合が、第2の燃料供給部24を介して供給された燃料を燃焼するために使用される。第2の燃焼器14から到来した熱ガスは、後続の低圧タービン15において作業出力下で膨張させられ、その後、排熱蒸気発生器(排熱回収ボイラ:HRSG)21を通して案内される。この排熱蒸気発生器21では、別個の水・蒸気循環経路の蒸気タービン(図示せず)に用いられる蒸気が発生させられる。その後、排ガス22が煙突に供給され得る。両タービン13,15は軸20を介して圧縮機11a,11bと発電機16とに結合されていて、この圧縮機11a,11bと発電機16とを駆動する。圧縮機11a,11bから、冷却目的のために、圧縮された空気が分岐され、相応の高圧もしくは低圧強制通流冷却器(OTC)18;19で冷却され、次いで、冷却のために、燃焼器12,14もしくはタービン13,15に案内され得る。比較可能なガスタービン設備が、たとえば米国特許第5617718号明細書に開示されている。
多段燃焼の第2の燃焼器では、燃料が熱ガス流内に燃料ランスによって噴射される。この燃料ランスの形状は、米国特許第5617718号明細書の図2に示されており、燃料ランスの構造は、たとえば欧州特許出願公開第0638769号明細書に詳細に説明されている。種々異なる合成ガスが天然ガスと比較される場合には、合成ガスに対して、種類および由来に応じて、より大きな流れ横断面が必要になることが明らかとなる。この流れ横断面は、天然ガスに対する流れ横断面よりも3〜9ファクタだけ大きく寸法設定することができる。現在、合成ガスの場合のこのことに相俟った大きな体積流を燃料ランスによって燃焼器内に噴射することが大きな目標である。理論上、ランス直径を拡大し、これによって、必要となる付加的な室を提供することが可能である。しかし、このことは、バーナの空気力学に著しい影響を与え、燃焼器とガスタービンのハウジングとの改造を招く恐れがある。したがって、燃料ランスの外径を天然ガスから合成ガスへの移行時にコンスタントに保つことが所望されている。他方では、バーナの混合ゾーンの内部での合成ガスの滞留時間を減少させ、ひいては、逆火を回避するために、幾つかの変更が必要となる。
米国特許第5617718号明細書 欧州特許出願公開第0638769号明細書
本発明の課題は、燃料ランスおよび燃料ランスを運転するための方法を改良して、外側寸法における著しい変更なしに、多段燃焼式のガスタービンの第2の燃焼段での燃料としての合成ガスの使用が可能となるようにすることである。
この課題を解決するために本発明の燃料ランスでは、第1の噴射開口が、ランス先端部に直接配置されており、第1の噴射開口から流出した燃料噴流が、ランス軸線と共に鋭角を成すように、第1の噴射開口が方向付けられているようにした。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、ランス先端部が丸み付けられており、第1の噴射開口が、丸みの領域に配置されている。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、中間管が、ランス先端部から間隔を置いて終わっていて、端部に開口を有しており、該開口が、管の幅に相当している。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、中間管内に同心的に内側管が配置されており、該内側管が、ランス先端部に案内されており、該ランス先端部に、液状の燃料を噴射するための第2の噴射開口が設けられており、該第2の噴射開口に内側管を通して液状の燃料が供給されるようになっている。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、第1の噴射開口と第2の噴射開口とが、それぞれランス軸線を中心とした共通の半径に配置されており、第2の噴射開口の半径が、第1の噴射開口の半径よりも小さく寸法設定されている。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、第2の噴射開口が、燃料噴流を発生させるために設計されている。
本発明の燃料ランスの有利な構成によれば、第2の噴射開口が、噴霧を発生させるために設計されている。
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第1の方法では、中間管内で燃料として合成ガスを第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射するようにした。
本発明の第1の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で同じく燃料として合成ガスを第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
本発明の第1の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気を第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
本発明の第1の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で空気をキャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第2の方法では、中間管と内側管との間の中間室内で燃料として合成ガスを第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射し、内側管内で液状の燃料、特にオイルを第2の噴射開口に案内し、該第2の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射するようにした。
本発明の第2の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で同じく燃料として合成ガスを第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
本発明の第2の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気を第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
本発明の第2の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で空気をキャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第3の方法では、中間管と内側管との間の中間室内で燃料として、天然ガスと蒸気または窒素とから成る混合ガスを第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射し、内側管内で液状の燃料、特にオイルを第2の噴射開口に案内し、該第2の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射するようにした。
本発明の第3の方法の有利な実施態様によれば、外側管と中間管との間の中間室内で空気をキャリヤとして第1の噴射開口に案内し、該第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射する。
本発明による解決手段に対して、第1の噴射開口が、ランス先端部に直接配置されており、第1の噴射開口から流出した燃料噴流が、ランス軸線と共に鋭角を成すように、第1の噴射開口が方向付けられていることが重要となる。ランスの先端部への熱ガスの流れ方向での噴射開口の変位と、流れ方向への噴射される燃料噴流の傾斜位置または傾倒とによって、混合ゾーン内での合成ガスの滞留時間が減少させられる。噴流がランス軸線と成す角度(鋭角)は、燃料の水素含有量に関連して最適化され得るパラメータである。この場合、角度が小さくなればなるほど、水素割合はますます高くなる。
本発明の1つの態様によれば、ランス先端部が丸み付けられており、第1の噴射開口が、丸みの領域に配置されている。
別の態様は、中間管が、ランス先端部から間隔を置いて終わっていて、端部に開口を有しており、この開口が、管の幅に相当していることによって特徴付けられている。
更なる態様は、中間管内に同心的に内側管が配置されており、この内側管が、ランス先端部に案内されており、このランス先端部に、液状の燃料を噴射するための第2の噴射開口が設けられており、この第2の噴射開口に内側管を通して液状の燃料が供給されることによって特徴付けられている。
有利には、第1の噴射開口と第2の噴射開口とが、それぞれランス軸線を中心とした共通の半径に配置されており、この場合、第2の噴射開口の半径が、第1の噴射開口の半径よりも小さく寸法設定されている。
この場合、第2の噴射開口が、燃料噴流を発生させるために設計されていてよい。しかし、第2の噴射開口が、噴霧を発生させるために設計されていてもよい。
内側管なしの燃料ランスを運転するための本発明による方法では、中間管内で燃料として合成ガスが、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射される。
本発明による方法の1つの態様は、外側管と中間管との間の中間室内で同じく燃料として合成ガスが、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることによって特徴付けられている。
別の態様は、外側管と中間管との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気が、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることによって特徴付けられている。
更なる態様は、外側管と中間管との間の中間室内で空気が、キャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることによって特徴付けられている。
内側管を備えた燃料ランスを運転するための本発明による方法では、中間管と内側管との間の中間室内で燃料として合成ガスが、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射され、内側管内で液状の燃料、特にオイルが、第2の噴射開口に案内され、この第2の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射される。
この本発明による方法の1つの態様は、外側管と中間管との間の中間室内で同じく燃料として合成ガスが、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることによって特徴付けられている。
しかし、外側管と中間管との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気が、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることも可能である。
さらに、外側管と中間管との間の中間室内で空気が、キャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されると有利となり得る。
しかし、中間管と内側管との間の中間室内で燃料として、天然ガスと蒸気または窒素とから成る混合ガスが、第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射され、内側管内で液状の燃料、特にオイルが、第2の噴射開口に案内され、この第2の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されることも可能である。
特に外側管と中間管との間の中間室内で空気が、キャリヤとして第1の噴射開口に案内され、この第1の噴射開口を通して熱ガス流内に噴射されてよい。
公知先行技術に基づき公知であり、本発明を実現するために適した、多段燃焼式のガスタービン設備の簡単な概略図である。 図1に示したガスタービン設備の第2の燃焼段での合成ガスを用いた運転に対する本発明による燃料ランスの第1の実施例を示す図であり、この場合、専ら合成ガスが噴射される。 図1に示したガスタービン設備の第2の燃焼段階での合成ガスを用いた運転に対する本発明による燃料ランスの第1の実施例を示す図である。 図1に示したガスタービン設備の第2の燃焼段に使用するための本発明による燃料ランスの第2の実施例を示す図であり、この場合、内側管の外部で種々異なる媒体が案内され、噴射される。 図1に示したガスタービン設備の第2の燃焼段に使用するための本発明による燃料ランスの第2の実施例を示す図であり、この場合、内側管の外部で種々異なる媒体が案内され、噴射される。 図1に示したガスタービン設備の第2の燃焼段に使用するための本発明による燃料ランスの第2の実施例を示す図であり、この場合、内側管の外部で種々異なる媒体が案内され、噴射される。
本発明を以下に図面に相俟った実施例につき詳しく説明する。
図2および図3には、本発明による燃料ランスの第1の実施例が示してある。この場合両図面には、それぞれ異なる運転モードが示してある。図2および図3の燃料ランス25は、まず、熱ガス37の流れ内に鉛直に突入していて、その後、直角に折れ曲がっていて、熱ガス37の流れ方向にランス軸線34に沿って延びている。このランス軸線34は熱ガス流れに対して平行に位置している。燃料ランス25は外側管26を有している。この外側管26内には、同心的に中間管27が配置されている。外側管26はランス先端部38にまで引き延ばされていて、そこで、丸み付けられた端領域によって終わっている。この端領域には、比較的大きな噴射開口28がランス軸線34を取り囲んで半径方向の間隔を置いて分配されて配置されている。中間管27は、すでにランス先端部38の前方で開口によって終わっている。この開口は管の幅に相当している。こうして、中間管27内にまたは外側管26と中間管27との間の中間室内に案内される媒体を問題なく噴射開口28を通して熱ガス流内に噴射することができる。
図2によれば、本発明の特に簡単な構成において、燃料ランス25の内部における全室が、合成ガス29を案内するために使用される。図4〜図6に示したように、液状の燃料のために使用される内側管は完全に取り除かれている。また、空気を案内するために使用される、外側管26と中間管27との間の中間室が、合成ガスを搬送するためにも使用される。噴射開口は、欧州特許出願公開第0638769号明細書に基づく公知の解決手段に対して下流側に変位させられていて、その噴流方向(図2および図3に示した破線参照)で半径方向から軸方向に向かって傾けられているかもしくは傾倒されており、これによって、混合ゾーン内での合成ガスの滞留時間が減少させられる。噴流がランス軸線34と成す角度(鋭角)は、燃料の水素含有量に関連して最適化され得るパラメータである。この場合、角度が小さくなればなるほど、水素割合はますます高くなる。
これによって、以下の利点:すなわち、
−合成ガスに対する最大の流れ横断面が提供される;
−ガス噴射に対して、最小限に抑えられた圧力減少が生ぜしめられる:
が得られる。しかし、運転は燃料、つまり、合成ガスに限定されている。
図2に示した運転モードと異なり、外側管26と中間管27との間の中間室が、窒素または蒸気の形の希釈媒体を供給するために使用されてよい。これに対して択一的に、図3によれば、中間室が、キャリヤまたは遮蔽流としての空気30を供給するために提供されてよい。この場合、希釈も遮蔽も燃焼特性を改善するために役立ち、したがって、点火前に、より良好な混合が達成され、これによって、NOエミッションと火炎反衝の危険とが減少させられる。
しかし、図4によれば、中間管27の内部に同心的に内側管32が配置された燃料ランス31を使用することも可能である。内側管32を通して、オイル35の形の液状の燃料がランス先端部38に案内され、そこで、別個の噴射開口33を通して噴射される。オイル噴射は、ランス先端部38の中心で行われる。図4によれば、外側管26と中間管27との間の中間室および中間管27と内側管32との間の中間室に合成ガスが案内される。図5によれば、外側管26と中間管27との間の中間室が、希釈媒体(蒸気または窒素)を搬送するかまたは、図5に記入したように、キャリヤまたは遮蔽流としての空気30を搬送するために使用される。オイル35のための噴射開口33は、燃料噴流または噴霧を発生させるために形成されていてよい。内側管32の導入によって、合成ガスに対するスペースが僅かに制限されるにもかかわらず、こうして、付加燃料(バックアップ燃料)を使用する可能性が得られる。
最後に、合成ガスの代わりに、図4および図5に示した燃料ランスによって天然ガスを使用することも可能である。大きな噴射開口28のため、これにより達成可能な天然ガスに対する流速が自体過度に小さいので、天然ガスによる運転は、蒸気または窒素による天然ガスの希釈によって混合ガス36が発生させられ、合成ガスの代わりに噴射されることによって可能にされ得る(図6参照)。こうして、より良好な貫流および混合を達成するために、天然ガスの噴射速度を高めることができる。さらに、希釈媒体、たとえば蒸気または窒素の添加が燃焼化学を遅らせ、こうして、燃料と空気とのより良好な混合ひいては改善されたエミッション特性を助成する。
全体的に、本発明によって以下の利点:すなわち、
−ガスタービン内での多段燃焼における合成ガス使用に対する、改装で実現可能な簡単な解決手段;
−内側管が省略される場合の最大の流れ横断面および最小の圧力減少;
−付加燃料(バックアップ燃料)に対する最適な可能性:
が得られる。
10 ガスタービン設備
11a 低圧圧縮機
11b 高圧圧縮機
12 燃焼器
13 高圧タービン
14 燃焼器
15 低圧タービン
16 発電機
17 空気入口
18 高圧強制通流冷却器
19 低圧強制通流冷却器
20 軸
21 排熱蒸気発生器
22 排ガス
23 燃料供給部
24 燃料供給部
25 燃料ランス
26 外側管
27 中間管
28 噴射開口
29 合成ガス
30 空気
31 燃料ランス
32 内側管
33 噴射開口
34 ランス軸線
35 オイル
36 混合ガス
37 熱ガス
38 ランス先端部

Claims (17)

  1. 多段燃焼式のガスタービン設備(10)に用いられる燃料ランス(25,31)であって、第1の燃料器(12)内で熱ガス(37)が発生させられるようになっていて、後続のタービン(13)内で膨張させられるようになっていて、次いで、後続の第2の燃焼器(14)を通って流れるようになっており、該第2の燃焼器(14)に、燃料(29)を熱ガス(37)内に噴射するための当該燃料ランス(25,31)が配置されており、当該燃料ランス(25,31)が、熱ガス(37)の流れ方向に延びるランス部分を有しており、該ランス部分が、ランス軸線(34)に対して同心的に配置された少なくとも1つの外側管(26)と、該外側管(26)内に同心的に配置された中間管(27)とを有しており、該中間管(27)内で燃料(29)が、ランス先端部(38)に案内されるようになっていて、該ランス先端部(38)の領域で第1の噴射開口(28)を通して熱ガス(37)内に噴射されるようになっている形式のものにおいて、第1の噴射開口(28)が、ランス先端部(38)に直接配置されており、第1の噴射開口(28)から流出した燃料噴流が、ランス軸線(34)と共に鋭角を成すように、第1の噴射開口(28)が方向付けられていることを特徴とする、多段燃焼式のガスタービン設備に用いられる燃料ランス。
  2. ランス先端部(38)が丸み付けられており、第1の噴射開口(28)が、丸みの領域に配置されている、請求項1記載の燃料ランス。
  3. 中間管(27)が、ランス先端部(38)から間隔を置いて終わっていて、端部に開口を有しており、該開口が、管の幅に相当している、請求項1または2記載の燃料ランス。
  4. 中間管(27)内に同心的に内側管(32)が配置されており、該内側管(32)が、ランス先端部(38)に案内されており、該ランス先端部(38)に、液状の燃料を噴射するための第2の噴射開口(33)が設けられており、該第2の噴射開口(33)に内側管(32)を通して液状の燃料が供給されるようになっている、請求項1から3までのいずれか1項記載の燃料ランス。
  5. 第1の噴射開口(28)と第2の噴射開口(33)とが、それぞれランス軸線を中心とした共通の半径に配置されており、第2の噴射開口(33)の半径が、第1の噴射開口(28)の半径よりも小さく寸法設定されている、請求項4記載の燃料ランス。
  6. 第2の噴射開口(33)が、燃料噴流を発生させるために設計されている、請求項4または5記載の燃料ランス。
  7. 第2の噴射開口(33)が、噴霧を発生させるために設計されている、請求項4または5記載の燃料ランス。
  8. 請求項1記載の燃料ランス(25,31)を運転するための方法において、中間管(27)内で燃料として合成ガス(29)を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射することを特徴とする、燃料ランスを運転するための方法。
  9. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で同じく燃料として合成ガス(29)を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項8記載の方法。
  10. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項8記載の方法。
  11. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で空気をキャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項8記載の方法。
  12. 請求項4記載の燃料ランス(31)を運転するための方法において、中間管(27)と内側管との間の中間室内で燃料として合成ガス(29)を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射し、内側管(32)内で液状の燃料、特にオイルを第2の噴射開口(33)に案内し、該第2の噴射開口(33)を通して熱ガス流(37)内に噴射することを特徴とする、燃料ランスを運転するための方法。
  13. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で同じく燃料として合成ガス(29)を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項12記載の方法。
  14. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で希釈媒体、特に窒素または蒸気を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項12記載の方法。
  15. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で空気をキャリヤまたは遮蔽媒体として第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項12記載の方法。
  16. 請求項4記載の燃料ランス(31)を運転するための方法において、中間管(27)と内側管との間の中間室内で燃料として、天然ガスと蒸気または窒素とから成る混合ガス(36)を第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射し、内側管(32)内で液状の燃料、特にオイルを第2の噴射開口(33)に案内し、該第2の噴射開口(33)を通して熱ガス流(37)内に噴射することを特徴とする、燃料ランスを運転するための方法。
  17. 外側管(26)と中間管(27)との間の中間室内で空気をキャリヤとして第1の噴射開口(28)に案内し、該第1の噴射開口(28)を通して熱ガス流(37)内に噴射する、請求項16記載の方法。
JP2011258111A 2006-03-31 2011-11-25 ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法 Expired - Fee Related JP5355670B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00533/06 2006-03-31
CH5332006 2006-03-31

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009501998A Division JP5204756B2 (ja) 2006-03-31 2007-03-08 ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012063134A true JP2012063134A (ja) 2012-03-29
JP5355670B2 JP5355670B2 (ja) 2013-11-27

Family

ID=36997721

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009501998A Expired - Fee Related JP5204756B2 (ja) 2006-03-31 2007-03-08 ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法
JP2011258111A Expired - Fee Related JP5355670B2 (ja) 2006-03-31 2011-11-25 ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009501998A Expired - Fee Related JP5204756B2 (ja) 2006-03-31 2007-03-08 ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7934381B2 (ja)
EP (1) EP2002185B8 (ja)
JP (2) JP5204756B2 (ja)
WO (1) WO2007113074A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020034269A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 冷却マイクロチャネルを有する二重燃料ランス

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5473934B2 (ja) 2007-11-27 2014-04-16 アルストム テクノロジー リミテッド 水素を多く含む第二の燃料を用いてガスタービン設備を動作させる装置及び方法
EP2072899B1 (en) * 2007-12-19 2016-03-30 Alstom Technology Ltd Fuel injection method
WO2009109454A1 (de) 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Verfahren und brenneranordnung zum erzeugen von heissgas sowie anwendung des verfahrens
EP2252831B1 (de) 2008-03-07 2013-05-08 Alstom Technology Ltd Brenneranordnung sowie anwendung einer solchen brenner-anordnung
EP2107227B1 (en) 2008-04-03 2013-07-24 Alstom Technology Ltd Control method for a gas turbine plant
US8220271B2 (en) * 2008-09-30 2012-07-17 Alstom Technology Ltd. Fuel lance for a gas turbine engine including outer helical grooves
US8220269B2 (en) * 2008-09-30 2012-07-17 Alstom Technology Ltd. Combustor for a gas turbine engine with effusion cooled baffle
US8511059B2 (en) * 2008-09-30 2013-08-20 Alstom Technology Ltd. Methods of reducing emissions for a sequential combustion gas turbine and combustor for a gas turbine
US20110091829A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Vinayak Barve Multi-fuel combustion system
GB0920094D0 (en) 2009-11-17 2009-12-30 Alstom Technology Ltd Reheat combustor for a gas turbine engine
JP5084847B2 (ja) * 2010-01-13 2012-11-28 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器
EP2400216B1 (en) 2010-06-23 2014-12-24 Alstom Technology Ltd Lance of a Reheat Burner
EP2789915A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-15 Alstom Technology Ltd Method for operating a combustion chamber and combustion chamber
EP2837888A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-18 Alstom Technology Ltd Sequential combustion with dilution gas mixer
US10094569B2 (en) 2014-12-11 2018-10-09 General Electric Company Injecting apparatus with reheat combustor and turbomachine
US10094570B2 (en) 2014-12-11 2018-10-09 General Electric Company Injector apparatus and reheat combustor
US10094571B2 (en) 2014-12-11 2018-10-09 General Electric Company Injector apparatus with reheat combustor and turbomachine
US10107498B2 (en) 2014-12-11 2018-10-23 General Electric Company Injection systems for fuel and gas
US10480792B2 (en) * 2015-03-06 2019-11-19 General Electric Company Fuel staging in a gas turbine engine
EP3306197B1 (en) 2016-10-08 2020-01-29 Ansaldo Energia Switzerland AG Dual fuel injector for a sequential burner of a sequential gas turbine
US12038177B1 (en) * 2023-03-14 2024-07-16 Rtx Corporation Fuel injector assembly for gas turbine engine with fuel, air and steam injection

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777316A (ja) * 1993-08-10 1995-03-20 Abb Manag Ag 液状及び又はガス状の燃料のための燃料ランス及びそれを運転する方法
JPH07317567A (ja) * 1994-05-26 1995-12-05 Abb Manag Ag ガスターボ装置団の調整のための方法
JP2001041454A (ja) * 1999-07-27 2001-02-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 非発兼用燃料噴射ノズル

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2933259A (en) * 1958-03-03 1960-04-19 Jean F Raskin Nozzle head
US3713588A (en) * 1970-11-27 1973-01-30 Gen Motors Corp Liquid fuel spray nozzles with air atomization
GB1377184A (en) * 1971-02-02 1974-12-11 Secr Defence Gas turbine engine combustion apparatus
US3777983A (en) * 1971-12-16 1973-12-11 Gen Electric Gas cooled dual fuel air atomized fuel nozzle
NL7611260A (nl) 1975-10-20 1977-04-22 Zink Co John Inrichting voor het verbranden van fluidums voor het daaruit terugwinnen van warmte.
JPS5436412A (en) * 1977-08-26 1979-03-17 Hitachi Ltd Fuel nozzle for gas turbine
FR2461816A1 (fr) * 1979-07-16 1981-02-06 Lucas Industries Ltd Injecteur de combustible
JPS5614829A (en) * 1979-07-17 1981-02-13 Lucas Industries Ltd Fuel injector assembly
GB2055186B (en) * 1979-08-01 1983-05-25 Rolls Royce Gas turbine engine dual fuel injector
FR2570473B1 (fr) * 1984-09-19 1989-07-13 Pillard Chauffage Perfectionnements aux bruleurs a gaz a ecoulement parallele comportant une rosace et un moyeu d'accrochage de flamme concernant les bruleurs a gaz et l'alimentation independante en air central
GB2176274B (en) * 1985-06-07 1989-02-01 Ruston Gas Turbines Ltd Combustor for gas turbine engine
GB2175993B (en) * 1985-06-07 1988-12-21 Rolls Royce Improvements in or relating to dual fuel injectors
JPH0328606A (ja) * 1989-06-26 1991-02-06 Hitachi Ltd ガスタービン燃料ノズル
JP2955093B2 (ja) * 1991-12-25 1999-10-04 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器の燃料ノズル
GB9321505D0 (en) 1993-10-19 1993-12-08 Europ Gas Turbines Ltd Fuel injector
DE4446541A1 (de) * 1994-12-24 1996-06-27 Abb Management Ag Brennkammer
DE19604664A1 (de) * 1996-02-09 1997-08-14 Asea Brown Boveri Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage
US5836163A (en) * 1996-11-13 1998-11-17 Solar Turbines Incorporated Liquid pilot fuel injection method and apparatus for a gas turbine engine dual fuel injector
JPH1162622A (ja) * 1997-08-22 1999-03-05 Toshiba Corp 石炭ガス化複合発電設備およびその運転方法
JPH11210490A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Osaka Gas Co Ltd ガスタービン発電システム
JP3657778B2 (ja) * 1998-06-16 2005-06-08 株式会社豊田中央研究所 多流体噴射式燃焼器
DE19905995A1 (de) * 1999-02-15 2000-08-17 Asea Brown Boveri Brennstofflanze zum Eindüsen von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in eine Brennkammer sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Brennstofflanze
GB2373043B (en) * 2001-03-09 2004-09-22 Alstom Power Nv Fuel injector
JP2003269188A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 蒸気噴射再熱ガスタービン発電装置
US7395670B1 (en) * 2005-02-18 2008-07-08 Praxair Technology, Inc. Gas turbine fuel preparation and introduction method
US7584599B2 (en) * 2005-08-10 2009-09-08 Alstom Technology Ltd. Method for operating a gas turbine as well as a gas turbine for implementing the method
US7739864B2 (en) * 2006-11-07 2010-06-22 General Electric Company Systems and methods for power generation with carbon dioxide isolation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777316A (ja) * 1993-08-10 1995-03-20 Abb Manag Ag 液状及び又はガス状の燃料のための燃料ランス及びそれを運転する方法
JPH07317567A (ja) * 1994-05-26 1995-12-05 Abb Manag Ag ガスターボ装置団の調整のための方法
JP2001041454A (ja) * 1999-07-27 2001-02-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 非発兼用燃料噴射ノズル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020034269A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 冷却マイクロチャネルを有する二重燃料ランス
JP7446742B2 (ja) 2018-08-30 2024-03-11 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 冷却マイクロチャネルを有する二重燃料ランス

Also Published As

Publication number Publication date
EP2002185B8 (de) 2016-09-14
EP2002185A1 (de) 2008-12-17
WO2007113074A1 (de) 2007-10-11
JP5204756B2 (ja) 2013-06-05
US20090044539A1 (en) 2009-02-19
JP5355670B2 (ja) 2013-11-27
JP2009531643A (ja) 2009-09-03
EP2002185B1 (de) 2016-08-10
US7934381B2 (en) 2011-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5355670B2 (ja) ガスタービン設備に用いられる燃料ランスならびに燃料ランスを運転するための方法
JP6122315B2 (ja) 燃焼器に作動流体を供給するためのシステム
US5285628A (en) Method of combustion and combustion apparatus to minimize Nox and CO emissions from a gas turbine
CN102575853B (zh) 一种操作多燃料燃烧系统的方法
CN103307636B (zh) 用于将工作流体供应到燃烧器的系统
JP6516996B2 (ja) 燃焼器及びガスタービンエンジン
JP6138584B2 (ja) タービンエンジンに使用するための燃料注入組立体及びそれを組み立てる方法
JP2004101175A (ja) 流体注入装置および注入方法
JP5921630B2 (ja) 混焼システムを運転する方法
JP6437018B2 (ja) 排気再循環を伴う軸方向段構造燃焼システム
JP5858619B2 (ja) ガスタービンの運転方法およびガスタービン
JPH08246897A (ja) パワープラントの運転法
JP2014122784A (ja) 燃焼器に燃料を供給するためのシステム
JP2011141112A (ja) 燃料を供給するための装置及び方法
JP2009216091A (ja) ガスタービン組立体に希釈剤を注入する方法
JP3967978B2 (ja) ガス化発電プラント用ガスタービン燃焼器
CN116772234A (zh) 用于燃烧器的燃料供应系统
JP7023051B2 (ja) ガスタービン燃焼器及び発電システム
JP2015102266A (ja) ガスタービン燃焼器
CN102588110B (zh) 功率生成系统
JP2012255436A (ja) 噴射器チップ組立体及び燃料噴射方法
CN116358001A (zh) 适合供给有普通和高反应性燃料的提供有导燃喷枪的针对发电厂的燃气涡轮组件的预混烧嘴
JP2009504964A (ja) ガスタービンを運転する方法及びこの方法を実施するガスタービン
EP2828581A1 (en) Combustion device
KR102660055B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130827

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees